汽车轮毂连接用带肩限位螺栓结构

　　另一方面大直径的光杆段与轮毂安装孔采用小过盈配合，压装后不需要额外的防松结构就能避免螺柱在孔内出现转动，拆卸轮胎螺母的时候不会跟着螺母跟转，大幅降低野外换胎时的操作难度。从结构细节来看，螺柱的头部采用了大直径薄法兰头设计，法兰头的端面与轴肩的垂直度公差控制在0.05mm以内，压装后法兰头完全嵌入轮毂背面的沉孔内，不会突出轮毂背面干涉制动盘或者制动鼓的安装平面，同时更大的头部承压面积可以分散螺柱受到的冲击载荷，避免轮毂的铝合金或者铸铁安装面因为局部压应力过大出现压溃变形。光杆部分做了两段阶梯设计，靠近轴肩的一段光杆直径略大于螺纹段的大径，轮辋的安装孔可以直接套在这段光杆上，装配时起到精准导向定位的作用，在商用车与乘用车的轮端连接系统里，这类带肩限位的车轮螺柱是承担轮辋与轮毂刚性连接的核心受力件，日常行驶过程中车轮传递的纵向驱动力、侧向转向力、垂直载荷以及制动时的冲击载荷，全部要通过螺柱的预紧力形成的摩擦力来传递，一旦螺柱的结构设计存在应力集中或者安装限位不足，很容易在交变载荷下出现松动、断裂，直接引发轮端脱落的恶性安全事故。不同于普通的全螺纹螺栓，这款螺柱采用了光杆加轴肩的阶梯结构设计，靠近头部的大直径轴肩并非多余结构，一方面在压装进入轮毂的安装孔时，轴肩端面可以直接贴合轮毂的安装基准面，形成硬限位，保证每根螺柱压入后的伸出长度高度一致，避免因为压装深度偏差导致轮辋安装时出现贴合面间隙不均的问题，

　　轮辋的螺栓孔不需要额外做高精度加工就能保证轮辋与轮毂的同轴度，减少车轮高速转动时的动平衡偏差，降低轮胎的异常磨损概率。靠近末端的螺纹段采用了细牙螺纹设计，细牙螺纹的螺距更小，螺纹升角更小，自锁性能比粗牙螺纹更优异，配合车轮螺母的锥面或者球面压紧结构，在车辆长期行驶的振动环境下能更好地保持预紧力，不容易出现螺母松动的问题，螺纹末端做了45度倒角引导，安装螺母时可以快速对正螺纹，避免螺纹错牙损伤牙型。在实际的轮端装配场景中，这类螺柱的安装边界需要严格匹配轮毂的厚度，轴肩到螺纹末端的长度要保证轮辋装入后，螺母拧紧后能露出至少2到3牙的螺纹，既保证螺纹啮合长度足够达到设计的抗拉强度，又不会因为螺纹伸出过长干涉轮毂外侧的装饰盖或者制动风罩。

　　光杆段与轮毂安装孔的过盈量需要控制在0.02mm到0.05mm之间，过盈量太小压装后固定力不足，拆卸螺母时容易跟转，过盈量太大则会导致压装时轮毂孔被撑裂，尤其是铝合金轮毂的材质强度低于铸铁，过盈量的控制要求更为严格。设计这类螺柱的时候，还要重点考虑应力集中的问题，轴肩与光杆的过渡位置、光杆与螺纹的过渡位置都采用了圆角过渡，避免直角台阶带来的应力集中，在车辆经过颠簸路面承受冲击载荷的时候，应力不会集中在台阶位置引发疲劳裂纹，大幅提升螺柱的疲劳寿命。日常轮端维保的时候，这类螺柱不需要每次换胎都更换，只要检查螺纹没有出现滑牙、光杆部分没有出现明显的塑性变形、轴肩位置没有出现裂纹就可以继续使用，但是如果出现过轮胎松动行驶的情况，

　　就需要检查螺柱的预紧力残余值，必要时整套更换，避免螺柱已经出现内部损伤后续引发断裂。不同于普通的通用螺栓，这类车轮螺柱的力学性能要求达到10.9级以上，表面采用镀锌或者达克罗处理，能够抵御路面泥水、融雪盐的腐蚀，避免长期使用后出现锈蚀导致螺母无法拆卸的问题，同时表面处理的厚度控制在0.008mm到0.012mm之间，不会因为镀层过厚导致螺纹配合间隙过小，出现螺母拧入卡滞的问题。在轮端的受力分布上，每台车轮的螺柱数量根据车辆载荷不同有所区别，乘用车一般采用4到5根螺柱，轻卡采用6根，重卡则采用10根甚至更多的螺柱均匀分布在轮毂的节圆上，每根螺柱承受的载荷按照圆周方向均匀分配，单根螺柱的设计抗拉强度需要满足3倍以上的额定载荷安全系数，保证在极端冲击工况下不会出现断裂。